研究显示,地球的重金属是超新星爆炸的结果

工业科技资讯 2019-06-19 17:30:44 82
你的无名指上的金子是恒星 - 而不仅仅是一种免费的方式。
 
在一项可能推翻我们对地球的重金元素如金和铂的来源的理解的发现中,圭尔夫大学物理学家的一项新研究表明,其中大部分都是在空间和时间很远的地方被一种被忽视的星球爆炸所淹没来自我们的星球。
 
物理学教授丹尼尔·西格尔说,宇宙中大约80%的重元素可能是在坍塌中形成的,这是一种罕见但重元素丰富的超新星形式的超新星爆炸,它来自旧的大质量恒星的引力坍缩,其重量通常是太阳的30倍。 。
 
西格尔说,这一发现推翻了人们普遍认为这些元素主要来自中子星之间或中子星与黑洞之间碰撞的信念。
 
他与哥伦比亚大学同事合着的论文今天刊登在“自然”杂志上。
 
使用超级计算机,三人组模拟了坍缩的动力学,或者是重力导致它们内爆并形成黑洞的老恒星。
 
在他们的模型下,巨大的,快速旋转的坍缩物弹出重元素,其数量和分布“与我们在太阳系中观察到的惊人相似,”西格尔说。他本月加入了U of G,并被任命为安大略省滑铁卢的Perimeter理论物理研究所。
 
自然界中发现的大多数元素都是在恒星的核反应中产生的,最终在巨大的恒星爆炸中被驱逐出去。
 
地球和宇宙其他地方发现的重金属元素,包括金和铂,核反应堆中使用的铀和钚,以及电子等消费品中的钕等更奇特的化学元素。
 
到目前为止,科学家们认为这些元素主要是在涉及中子星或黑洞的恒星碎片中被煮熟,就像在2017年成为头条新闻的地球探测器观测到的两颗中子星的碰撞一样。
 
具有讽刺意味的是,西格尔说,他的团队在他们的模拟指向坍塌作为重元素诞生室之前,开始努力了解合并的物理特性。“我们对中子星合并的研究使我们相信,在一种非常不同类型的恒星爆炸中黑洞的诞生可能产生比中子星合并更多的黄金。”
 
西格尔说,坍塌的频率缺乏,它们弥补了重元素的产生。Collapsars也会产生强烈的伽马射线。
 
“我们看到的这些重元素中有百分之八十应该来自坍缩。在超新星出现时,坍塌是相当罕见的,甚至比中子星合并更为罕见 - 但它们射入太空的物质数量远高于中子。明星合并。“
 
该团队现在希望通过观察验证其理论模型。西格尔说,2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜上的红外仪器应该能够探测到指向远处星系坍缩的重元素的指示辐射。
 
“这将是一个明确的标志,”他说,并补充说天文学家也可能通过观察银河系中其他恒星中重元素的数量和分布来发现坍缩的证据。
 
西格尔说,这项研究可能会提供关于我们银河系如何开始的线索。
 
“试图确定重元素的来源可能有助于我们了解星系是如何化学组装以及星系是如何形成的。这实际上可能有助于解决宇宙学中的一些重要问题,因为重元素是一种很好的示踪剂。”
 
今年是Dmitri Mendeleev创立化学元素周期表150周年。从那时起,科学家们在元素周期表中添加了更多元素,这是全世界科学教科书和教室的主要内容。
 
西格尔在谈到俄罗斯化学家时说:“我们知道更多的元素是他没有的。令人着迷和令人惊讶的是,经过150年研究自然界的基本构件后,我们仍然不太明白宇宙是怎样的在元素周期表中创造了很大一部分元素。“